Siłowniki hydrauliczne do harwesterów, forwarderów i żurawi do drewna: Ponsse, John Deere, Komatsu i inne z punktu widzenia producenta siłowników

Zapytania o siłowniki do maszyn leśnych trafiają do Hydroforce coraz częściej. Klienci pytają o siłowniki żurawia i głowicy, a także o siłowniki skrętu i lemiesza w podwoziu. Każdy z nich wykonujemy we własnym warsztacie, według rysunku klienta lub na podstawie wymiarów zdjętych ze starego siłownika. Poniżej omawiamy typowe klasy maszyn i ich siłowniki oraz pokazujemy, co uwzględniamy w konstrukcji, zanim ruszy obróbka.

Co niesie każda klasa maszyn

Producenci maszyn leśnych rzadko publikują rozmiary siłowników, a ich katalogi części otwierają się przez dealerów, po numerze seryjnym. Układ maszyny jest jednak jawny i pokazuje, jakie siłowniki ona niesie.

Zakresy rozmiarów według typu siłownika

Rozmiary odpowiadają szeregowi ISO 3320. Siłowniki spoza szeregu wykonujemy według rysunku klienta lub na podstawie wymiarów zdjętych ze starego siłownika. Tabela pokazuje zakres siłowników hydraulicznych, które możemy wykonać, a nie rozmiary siłowników konkretnej maszyny.

Według danych publikowanych żurawie do drewna pracują przy 185-270 bar, a głowice harwesterów są przystosowane do ciśnienia do 350 bar.

Siłowniki żurawia

Siłownik podnoszenia leży pod głównym wysięgnikiem, po stronie, po której głowica obsługuje pień. Może tam w niego uderzyć kłoda albo sama głowica. W Epsilonie M120Z siłownik wysuwu i węże biegną wewnątrz wysięgnika. W żurawiu otwartym rura siłownika przyjmuje uderzenia, a tłoczysko się rysuje. Uwzględniamy to już w konstrukcji.

Gdy wysięgnik się obraca, obciąża też siłownik z boku i zużywa prowadnicę tłoczyska po jednej stronie. Przy długich skokach wydłużamy prowadnicę i stosujemy tuleję ograniczającą skok, aby tłok i prowadnica pozostały dostatecznie daleko od siebie przy pełnym wysunięciu. Siłowniki wysuwu są najsmuklejsze w żurawiu. Przy średnicy cylindra 50 mm i skoku 2500 mm prostoliniowość tłoczyska ogranicza obciążenie, jakie taki siłownik może przenieść.

Siłowniki głowicy harwestera

Głowica przy każdym drzewie wielokrotnie zamyka noże wokół pnia i dociska rolki podające do kory. Siłowniki napędzają ruchome noże i ramiona podające. Duża głowica pobiera 320-360 l/min. Noże okrzesujące są mocno obciążone, dlatego ich przeguby pracują w tulejach ze smarowniczkami.

Przy każdym zamknięciu noży w siłowniku pojawia się skok ciśnienia. Przed uszczelnieniem tłoczyska montujemy uszczelnienie buforowe, a w oku tłoczyska łożysko wahliwe, aby siłownik się nie wyginał, gdy rama głowicy ugina się pod obciążeniem.

Siłowniki podwozia

Siłowniki skrętu załamują ramę, a siłowniki lemiesza unoszą i opuszczają lemiesz. W niektórych harwesterach siłowniki sterowane proporcjonalnie wychylają ramę w przegubie. Wiele forwarderów ma też siłowniki tłumienia i poziomowania kabiny.

Siłowniki te leżą nisko, tam gdzie lecą błoto i kamienie. Obciążenie siłownika skrętu zmienia kierunek przy każdym zakręcie. Siłowniki poziomowania i oscylacji większość czasu wykonują krótkie skoki wokół jednego położenia, więc tłoczysko zużywa się na wąskim pasie.

Sześć rozwiązań, które wbudowujemy w siłowniki leśne

Poniższe rozwiązania stały się standardem, zarówno w naszym warsztacie, jak i w branży. Wersję specjalną do konkretnej maszyny wykonujemy na życzenie klienta.

1. Zgarniacze i osłony tłoczyska

Kora, żywica, trociny i lód docierają do zgarniacza, a myjka ciśnieniowa wbija drobny piasek w jego wargę. Zwykły zgarniacz wciskany zostawia przy gnieździe małą szczelinę, w której zbiera się maź i zamarza. Dlatego wolimy zgarniacz, którego zewnętrzna warga zakrywa gniazdo, albo zgarniacz w metalowej oprawie, wprasowany w głowicę siłownika.

Nie każdy zgarniacz potrafi usunąć lód. Wiele zgarniaczy poliuretanowych pracuje poniżej 0 °C, ale nie jest przeznaczonych do ścinania lodu z tłoczyska. Jeśli maszyna stoi zimą na dworze przez noc, wyposażamy jej siłowniki w zgarniacz do ścinania lodu. Przed malowaniem maskujemy tłoczysko, zgarniacz, przyłącza i smarowniczki.

W siłownikach podnoszenia i wysuwu z długim odsłoniętym tłoczyskiem proponujemy osłonę harmonijkową. Pył, kora i uderzenia gałęzi trafiają wtedy w osłonę, a nie w chromowane tłoczysko. Materiał osłony pozostaje elastyczny na mrozie. Opaski mocują osłonę przy głowicy siłownika i przy oku tłoczyska, a skropliny uchodzą przez otwór spustowy lub odpowietrzający.

2. Tuleje, oka i przeguby

Obciążenie boczne rysuje prowadnicę tłoczyska, a cząstki zużycia niszczą uszczelnienia szybciej niż brud z zewnątrz. Stosujemy pierścienie prowadzące z brązem na tłoku i w głowicy siłownika.

Rysunki siłowników leśnych wymagają łożysk wahliwych od GE 35 ES do GE 60 ES w okach. Piasek ubija się w rowkach smarowych i ściera brąz, po czym sworzeń zaczyna rysować oko. Gdy pojawia się luz, każda zmiana kierunku obciążenia staje się uderzeniem. Tam, gdzie przegub trudno dosięgnąć smarownicą, proponujemy łożysko uszczelnione obustronnie.

Tłoczyska z głowicą łapową lub z okiem kujemy w jednym kawałku, bez spoiny i bez gwintu między tłoczyskiem a głowicą. Takie tłoczysko pokazujemy w artykule o siłowniku 350 bar z kutym tłoczyskiem.

3. Uszczelnienia i ciecze robocze

Niektórzy producenci maszyn określają zestaw uszczelnień, którego nie wolno zastępować. Wtedy rowki na tłoku i w głowicy siłownika obrabiamy pod ten zestaw, a resztę siłownika projektujemy wokół nich. W eksploatacji zapasowe uszczelnienia z tego samego zestawu pasują od razu.

Poliuretan polieterowy pracuje do -40 °C, gatunki poliestrowe do -30 °C. FKM jako materiał znosi temperatury do +200 °C, ale poniżej -20 °C traci elastyczność. Wiele maszyn leśnych pracuje na biodegradowalnym estrze syntetycznym, a w estrze ten sam materiał uszczelnienia ma węższe granice niż w oleju mineralnym. Poliuretan poliestrowy jest najbardziej wrażliwy. Do obiegów z estrem wybieramy poliuretan polieterowy lub FKM i pytamy klienta o dokładny gatunek oleju.

4. Ciężka praca

Siłownik leśny pracuje na zewnątrz przez cały okres użytkowania, a gałęzie i kamienie go rysują. Cienka powłoka zaczyna rdzewieć przy pierwszym głębokim zarysowaniu. Rysunki siłowników leśnych wymagają systemu podkładu i powłoki wykończeniowej o łącznej grubości od 80 do 150 µm i więcej, a niektóre żądają farby dwuskładnikowej odpornej na 500 godzin w mgle solnej. Nakładamy powłoki grubowarstwowe i sprawdzamy grubość powłoki suchej grubościomierzem na gotowych rurach siłowników. Jak hartujemy i chromujemy tłoczyska, opisuje nasz artykuł o tłoczyskach.

Numer seryjny grawerujemy przed malowaniem, aby pozostał czytelny pod powłoką.

5. Tłumienie końca skoku i szczyty ciśnienia

Obiegi żurawia i głowicy w tych maszynach niosą duże natężenie przepływu: duże głowice pobierają 320-360 l/min. Przy takim przepływie tłok dociera do końca skoku z dużą prędkością i mocno uderza w pokrywę cylindra, a przez nią w konstrukcję żurawia. Dlatego stosujemy tłumienie końca skoku: na końcu skoku nurnik wchodzi w otwór w pokrywie cylindra i wypycha pozostały olej przez dławik. Rysunek określa, czy działa ono przy wsuwaniu, wysuwaniu, czy w obu kierunkach. Dławik dobieramy do przepływu podanego przez klienta.

Uszczelnienie buforowe przejmuje szczyty ciśnienia. Musi przepuszczać cienki film oleju w stronę uszczelnienia tłoczyska, w przeciwnym razie ciśnienie zostaje uwięzione między oboma uszczelnieniami, a tłoczysko zaczyna się zacinać i szarpać. Dokręcamy tłok zadanym momentem i zabezpieczamy go, aby wibracje nie mogły go poluzować.

6. Zimno i upał

Na mrozie olej bardzo gęstnieje, a siłowniki głowicy stają się wolne i szarpiące. Olej stojący w długich przewodach najdłużej pozostaje zimny. Komatsu wyposaża model 845 w nagrzewnicę dieslowską oleju hydraulicznego. Mimo to pierwsze skoki w mroźny poranek odbywają się na gęstym oleju pod wysokim ciśnieniem, gdy uszczelnienia są jeszcze sztywne z zimna.

Najniższa temperatura otoczenia w rysunkach leśnych, które otrzymujemy, wynosi -40 °C. Materiał uszczelnienia dobieramy do zakresu temperatury z danego rysunku, a nie jeden materiał do wszystkich siłowników. Latem zagrożeniem jest przegrzanie, a obieg głowicy na cieczy estrowej to miejsce, w którym przechodzimy na FKM.

Znakowanie i dokumenty

Nasza stal jest dostarczana z certyfikatami EN 10204 3.1. Wygrawerowany numer seryjny łączy każdy siłownik z tymi dokumentami. Na życzenie klienta informujemy o postępie produkcji.

Co nam przesłać

• rysunek albo stary siłownik, abyśmy mogli zdjąć jego wymiary;
• markę maszyny, model i miejsce montażu siłownika (podnoszenie żurawia, skręt, przechył głowicy);
• ciśnienie robocze i przepływ oleju do tej funkcji;
• zestaw uszczelnień, jeśli jest narzucony;
• rodzaj oleju: mineralny lub biodegradowalny estrowy;
• zakres temperatury otoczenia;
• system lakierniczy, kolor i znakowanie;
• ilość na typ.

Opisane wyżej rozwiązania należą do naszej konstrukcji standardowej. Wersje specjalne wykonujemy na zapytanie.

Zapytanie prosimy wysłać na office@hydroforce.ee lub skorzystać ze strony kontaktowej.